Ученые из Массачусетского технологического института совместно с двумя коллегами из Сингапура впервые в мире создали сверхэластичную керамику, которую можно сколько угодно раз изгибать, и она не потрескается, и которая к тому же обладает памятью формы.
Память формы, известная у некоторых металлов и полимеров, с точки зрения молекулярной структуры вполне может быть и у керамических материалов, однако они слишком хрупки для того, чтобы хоть сколько-то всерьез изменять им форму, – при старании керамический стержень можно изогнуть не более чем на один процент и не больше нескольких раз, иначе он все равно пойдет трещинами и рассыплется.
Единственный возможный на сегодня вариант – сделать керамический предмет как можно миниатюрнее, потому что при серьезном уменьшении размеров сопротивляемость материала растрескиванию увеличивается. Поэтому на основе двуокиси циркония, окиси, из которой, в частности, делают металлокерамические зубные протезы, ученые сделали волоски диаметром один микрон. Чтобы еще больше увеличить их эластичность, они постарались сделать так, чтобы кристаллическая структура их волоска находилась в пределах одного зерна, потому что главные трещины в основном появляются на границах зерен керамики.
Им все это удалось, и в результате их волоски стало можно изгибать какое угодно количество раз на 7% от их размера.
Миниатюрность в данном случае не так уж страшно влияет на возможность практического применения. Невидные глазу волоски не так уж и не нужны – они могут оказаться очень даже полезны в нано- и микротехнологических приложениях. Например, они могут быть прекрасными микроприводами – изогнутый волосок при повышении температуры распрямится и либо подаст нужный сигнал прибору, либо вытолкнет что-нибудь откуда-нибудь, скажем, ставшее ненужным лекарство из микроскопического имплантата. Причем в этом качестве эффективность сверхэластичной керамики не имеет конкурентов – сила, с которой она разгибается, принимая первоначальную форму, не имеет себе равных в мире материалов.
